SE519107C2

SE519107C2 - Magnetic siren, has resonance body divided into two concentric zones on either side of ring of magnets

Info

Publication number: SE519107C2
Application number: SE0001775A
Authority: SE
Inventors: Bengt L Holm
Original assignee: Bengt L Holm
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2003-01-14
Also published as: SE0001775D0; SE0001775L

Abstract

The ring of magnets (4) in the resonance body (3) has a circular centre of gravity line with a radius adapted to generate a two-part concentric periodic bulging at an alternating magnetic field frequency equal to the intrinsic frequency for each of the two of the resonance body zones (5, 6) on either side of the ring of the magnets, within 1/3 of an octave. The siren comprises a magnetic ring (2) rotatable about a shaft (1), and a resonance body which is symmetrical with respect to the shaft. Noise is generated via alternating magnetic forces that cause the resonance body to bulge periodically by activating a disc-shaped elastic section of the body, assisted by a circular ring of magnets.

Description

519 107 För att sådan dualsvängning skall komma till stånd fordras dels att magnetmassan och de elastiska egenskapema i samverkan skall ge sonatorn en e genfrekv ens som är lägre än den frekvens varrned den önskade svängningen skall alstras, dels också att det buktningsbara materialet å ömse sidor om magnetkransen skall bilda zoner med en och samma buktningsfrekvens, d v s med praktiskt taget lika egenfrekvens. Med andra ord: Magnetkransen skall vara anordnad utan att svänga “i egen resonans” - i stället med ringa amplitud - medan det buktande materialet svänger i resonans och därmed med stor amplitud. Magnetplacering och massfördelning kan ske både med tillämpning av kända fysikaliska lagar och med empirisk hjälp Med den nämnda anordningen uppnås ﬂera var för sig betydande fördelar. Man kan minska det fria gapet mellan magnetkransama och därmed också positivt påverka magnetarbetets mekaniska impedans, d v s förhållandet mellan kraften och rörelsen hos sonatoms magneter. En bättre anpassning av impedansen hos magnetarbetet till impedansen hos den akustiska processen - den akustiska impedansen därvid uttryckt som förhållandet mellan ljudvågens oscillerande tryck och gasmolekylemas rörelse - kan innebära avgörande effektivitetsökning i lj udalstringen. 519 107 In order for such a dual oscillation to take place, it is required that the magnetic mass and the elastic properties in cooperation must give the sonator a gene frequency which is lower than the frequency at which the desired oscillation is generated, and that the bendable material on both sides of the magnetic ring should form zones with one and the same bending frequency, ie with practically the same natural frequency. In other words: The magnetic ring must be arranged without oscillating "in its own resonance" - instead with small amplitude - while the bulging material oscillates in resonance and thus with large amplitude. Magnetic placement and mass distribution can take place both with the application of known physical laws and with empirical help. With the mentioned device, each of their significant advantages is achieved. One can reduce the free gap between the magnetic rings and thereby also positively affect the mechanical impedance of the magnetic work, i.e. the relationship between the force and the movement of the sonata's magnets. A better adaptation of the impedance of the magnetic work to the impedance of the acoustic process - the acoustic impedance thereby expressed as the ratio between the oscillating pressure of the sound wave and the movement of the gas molecules - can mean a decisive increase in efficiency in sound production.

Med dualsvängning åstadkommes samtidig resonans i den centrala delen av sonatorns elastiska parti och i den omgivande delen av detsamma. Detta innebär en eljest svåruppnåelig höjning av ljudfrekvensen och därtill ljudeffektenjärrtfört med förhållandet vid enkel buktning av sonatom.With dual oscillation, simultaneous resonance is achieved in the central part of the elastic part of the sonator and in the surrounding part thereof. This means an otherwise difficult-to-achieve increase in the sound frequency and, in addition, the sound power is reduced by the ratio at simple bending of the sonometer.

I många fall är det av stor betydelse, att man genom att svängytan fördelas i dualzoner kan påverka den alstrade ljudfrekvensen utan tvingande samband med sonatordimensionen, och utan att den deplacerade volymen behöver reduceras.In many cases, it is of great importance that by dividing the pivot surface into dual zones, the generated sound frequency can be influenced without compelling connection with the sonator dimension, and without the displaced volume having to be reduced.

Den anordning vid ljudalstrare som omfattas av uppfinningen förklaras närmare som följer.The device for sound generators covered by the invention is explained in more detail as follows.

Figur 1 visar för jämförelse en magnetsirens huvuddelar i ett gängse utförandet.Figure 1 shows for comparison a main parts of a magnetic siren in a conventional embodiment.

Figur 2 visar ett utförande enligt föreliggande uppfinning.Figure 2 shows an embodiment according to the present invention.

Gemensamt för de båda utförandena är dels en roterande drivande magnetkrans, dels en cirkulär och i viloläge huvudsakligen plan sonatorskiva försedd med sin egen magnetkrans som är anbringad så, att skivans yta vid rotation av den driv ande magnetkransen formförändras till buktning - normalt dock inte enbart ensidig som skissen schematiskt visar, Buktningsrörelsen sker vinkelrätt mot sonatoms plan och med optimal frekvens, d v s sonatoms egenfrekvens. Förloppet är betingat av att sonatoms rnagnetkrans växlande aktiveras av den roterande magnetkransen genom axiellt verkande cykliska magnetkrafter, som i normalfallet är repellerande med korta a.ttraherande moment.Common to the two embodiments is a rotating driving magnetic ring, a circular and at rest substantially flat sonator disk provided with its own magnetic ring which is arranged so that the surface of the disk when rotating the driving magnetic ring changes shape to bending - normally but not only one-sided as the sketch schematically shows, the bending movement takes place perpendicular to the plane of the sonata and with an optimal frequency, ie the natural frequency of the sonata. The process is conditioned by the sonata's magnetic ring being alternately activated by the rotating magnetic ring by axially acting cyclic magnetic forces, which are normally repulsive with short attracting moments.

Skillnaden gentemot det av ﬁgur 1 beskrivna gängse utförandet och utförandet hos den ljudalstrare som hänför sig till den enligt figur 2 förklarade uppfinningen är, att i det senate fallet ytan av sonatorskiv an (3) under svängning blir uppdelad i två koncentriska zoner (5) och (6), vilka på liknande sätt som ovan beskrivits bringas till buktning, dock i detta fall separat inom båda zonema och därtill i inbördes överensstämmande momentant f asläge, alltså åt samma håll axiellt. Orsaken till att en dualsvängning på så sätt kommer till stånd att sonatoms magnetkrans har sådan massa och sådan radiell position att dess egenfrekvens i det svängande systemet är lägre än de skilda zonemas e genfrekvenser; detta för att kransen inte skall svänga med annat än i ringa mån. Den för zonema gemensamma drivkraften bringas alltså att verka längs en buktningsnod, med sin frekvens reglerad till resonans för zonema, vars egenfrekvenser är koinciderande. Magneternas rörelse blir till sin amplitud reducerad som följd av nodbildningen, men detta till trots kan en effektivare dynamisk aktivering ernås. Förklaringen är att den högre impedansen i drivnin gen ger en god anpassning till det svängande system.etsi övrigt höga, akustiska impedans. Justering av zonemas egenfrekvenser var för sig kan på enkelt sätt möjliggöras genom applicering av en ring eller krans av små masselement som komplement till den egna massan hos resp zoner. I figur 2 visas schematiskt sådana tilläggselement (7).The difference from the conventional embodiment described by ﬁ in Fig. 1 and the embodiment of the sound generator relating to the invention explained according to Figure 2 is that in the senate case the surface of sonator disc an (3) during oscillation is divided into two concentric zones (5) and (6), which in a similar manner as described above are brought to bend, however in this case separately within both zones and in addition in mutually corresponding momentary phase position, i.e. in the same direction axially. The reason why a dual oscillation takes place in such a way that the magnetic ring of the sonata has such a mass and such a radial position that its natural frequency in the oscillating system is lower than the gene frequencies of the different zones; this so that the wreath will not swing with anything but to a small extent. The driving force common to the zones is thus caused to act along a bending node, with its frequency regulated to resonance for the zones, whose natural frequencies are coincident. The movement of the magnets is reduced in amplitude as a result of the node formation, but despite this, a more efficient dynamic activation can be achieved. The explanation is that the higher impedance in the drive provides a good adaptation to the oscillating system, otherwise high, acoustic impedance. Adjustment of the zones' natural frequencies individually can be made possible in a simple manner by applying a ring or ring of small mass elements as a complement to the own mass of the respective zones. Figure 2 schematically shows such additional elements (7).

Med uppfinningen kan ett behov av hög akustisk effekt tillgodoses vid magnetodynarnisk ljudalstring även vid frekvenser som inte på konventionellt sätt står i bestämt förhållande till vare sig sonatordiarnetem eller massan hos sonatorn inklusive magnetkransen. Den deplacerade volymen kan tack vare zondelning av sonatorytan och avstämning av resonansfrekvensen för zonerna bli lika stor eller större jämfört med svängning i enkelbtiktriing; och detta samtidigt med att frekvensen höjes.With the invention, a need for high acoustic power can be met in magnetodynamic sound stringing even at frequencies which are not in a conventional manner in a definite relation to either the sonator diurner or the mass of the sonator, including the magnetic ring. Due to the zoning of the sonator surface and the tuning of the resonant frequency of the zones, the displaced volume can be equal or greater compared with the oscillation in single-beam triangulation; and this at the same time as the frequency is increased.

Claims

s 19 101: If .gjæççf = ö PATENTKRAV

Device for sound generators, comprising a magnetic ring (2) rotatable about an axis (1) and a pivot body (3) symmetrical about the axis for sound stringing by alternating magnetic forces, which bring the pivot body into periodic bending by activating a disc-shaped, elastic portion of the pivot body. by means of a circular ring (4) of magnets joined thereto, characterized in that the ring of magnets of the pivot body has a circular center of gravity line with a radius adapted to produce a concentric two-part periodic curvature at a frequency of the alternating magnetic field / 3 octaves correspond to the natural frequency of each of the two zones (5) and (6) of the swing body located on either side of the circular ring of magnets.

Device according to Claim 1, characterized in that the zones formed on either side of the ring have resonance at one and the same speed of the rotatable magnetic ring (2).

Device according to one of Claims 1 to 2, characterized in that the magnetic ring of the pivot body is positioned to produce such a bending pattern, in which the position of the pivot node coincides with the position of the center of gravity line of the magnetic ring.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the oscillating mass of one of the zones for influencing its specific natural frequency is provided with mass elements (7) concentrically arranged within the zone.

Device according to claim 1, characterized in that the natural frequency of the swing body is at least 1/3 octave lower than the frequency of said magnetic force field.

Device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the alternating magnetic force field has a frequency within the band 1/3 octave centered around the specific natural frequency of each of the zones.